
\chapter{课外实验活动}
\section{自制指南针}
如图A.1所示，用硬纸板、大头针、按扣、缝衣针自制一
个指南针．

用磁铁的一端在缝衣针上
朝一个方向擦几下，缝衣针就
有了磁性．为了使缝衣针能顺
利地穿过按扣（取按扣中较薄
的一扇）的两个小孔，可用钳子
把按扣的边缘向下夹一下，当
自制的指南针静下来后，记住针的哪一端指北．

\begin{figure}[htp]\centering
    \includegraphics[scale=.6]{fig/10-10.png}
    \caption{}
    \end{figure}


\section{验证环形电流的磁场}
这个实验是用自制的指南针来验证环形电流的磁场方向
（图A.2），在一个瓶子（或硬纸筒）上用漆包线绕一个10至15
匝的线圈，把绕好的线圈从瓶子上取下来，再用胶布把线圆竖
直固定在一块六板上，将你自制的指南针放在图A.2所示
的位置，转动木板使磁针处在线圈平面内，用学过的环形电
流磁场的知识判断一下，如果线圈的两端接上电池，指南针将
怎样偏转，然后再给线圈通电，看一看实验结果跟你的判断
是否一致．
\begin{figure}[htp]\centering
    \includegraphics[scale=.6]{fig/10-11.png}
    \caption{}
    \end{figure}

    \section{验证通电螺线管的南北极}
把漆包线绕在一支铅笔上，然后抽出铅笔，做成一个螺线
管．用学过的通电螺线管磁场的知识判断一下，如果给螺线
管通电，通电螺线管哪端是南极，哪端是北极．然后把自制的
指南针放在螺线管的两端，给螺线管通电，看看实验结果跟你
的判断是否一致．

\section{观察磁化现象}
取一个条形磁铁和一个大铁钉，把铁钉插入铁屑，并把
条形磁铁的一个磁极靠近钉子头，然后同时提起磁铁和铁钉，
你将看到一些铁屑粘到钉子上．将磁铁移去，铁钉上的大部
分铁屑将掉下来，但仍有一部分铁屑粘在钉子上．再用磁铁
的另一个磁极靠近钉子头，剩在钉子上的铁屑就会掉下来．

解释上述现象．

\section{判断指南针的偏转方向}
在一个铅笔刀或一个大些的铁钉上，用漆包线绕上两个
线圈$A$和$B$，将线圈$B$的两端接在一起，并把$CD$段漆包线放
在静止的自制指南针的上方（图A.3）．试判断当用于电池
给线圈$A$通电的一瞬间，指南针偏转的方向．做这个实验，看
一看你判断的指南针偏转方向与实验是否一致．
\begin{figure}[htp]\centering
    \includegraphics[scale=.6]{fig/10-12.png}
    \caption{}
    \end{figure}

\section{自制测电笔}
准备一个小氖灯，一个小弹簧，再找一个装中药片的小
玻璃瓶，两个瓶盖，两个铁钉，一个0.25瓦、2—5兆欧的电阻．
在稍粗糙的水泥砖上把玻璃瓶底磨掉，做成一个玻璃圆筒，让
铁钉穿过瓶盖，盖上瓶盖后使钉帽在瓶里，把电阻的两根引
线齐根去掉，并把电阻两端的绝缘漆去掉．照图A.4那样
把上述器材安装起来，就做成了一个测电笔．
\begin{figure}[htp]\centering
    \includegraphics[scale=.6]{fig/10-13.png}
    \caption{自制测电笔}
    \end{figure}

用这个自制的测电笔可以辨别照明电路的火线和地线．
用拇指和食指拿住玻璃瓶，前面的钉子接触待辨别的导线，后
面的钉子接触手．当前面的钉子接触的是火线时，小氖灯发
光；接触的是地线时，小氖灯不发光．这样就可以辨别出火线
和地线．

要注意：\textit{手的任何部位都不要接触前面的钉子}，因为它
接触可能是火线，会使人触电．

\section{测定水的折射率}
找一个广口瓶，在瓶内盛
满水，照图A.5那样把直尺$AB$
紧挨着瓶口的$C$点竖直插入瓶
内，从尺的对面一点$P$观察水
面，可以同时看到直尺在水中
的部分和露出水面的部分在水
中的像．读出你看到的直尺水
下部分最低点的刻度$S_1$，以及
跟这个刻度相重合的、水上部
分刻度$S_2$的像$S'_2$．记下$CS_1$和
$CS_2$的长度，量出广口瓶瓶口的内径$d$，就能算出水的折射率．
你用这种方法求出的水的折射率为多少？
 
如果你能同时读出直尺在水下的两个刻度$S_1$和$S_3$，以
及跟它们相重合的、两个水上刻度$S_2$和$S_4$在水中的像$S'_2$和
$S'_4$，就可以不必测量瓶口的内径，直接用从直尺上读出的两
组数据求出水的折射率来．比较这两种方法测量的结果，看
哪种方法测得的折射率更准确？

用后一种方法进行测量，瓶中的水不一定非盛满不可，竖
直插入水中的直尺也不一定要紧挨瓶口，做起来更简便．

\section{测定凹透镜的焦距}
凹透镜所成的虚像不能在像屏上显示出来，因此它的焦
距不可能象凸透镜那样直接利用焦点或成像方法来测量，
面介绍一种测量凹透镜焦距的简便方法．

\begin{figure}[htp]
\centering
\begin{minipage}[t]{0.48\textwidth}
\centering
    \includegraphics[scale=.6]{fig/10-14.png}
\caption{}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{0.48\textwidth}
\centering
\begin{tikzpicture}[yscale=1]
    \draw[>-<, very thick ] (0,1.5)--(0,-1.5);
\draw[thick] (0,1)--(2,1);
\draw[thick] (0,-1)--(2,-1);
\draw[>=latex, -<] (0,1)--(1,1);
\draw[>=latex, -<]  (0,-1)--(1,-1);

\draw[>=latex, ->] (0,1)--(-1.5/2,1.5);
\draw[>=latex, ->]  (0,-1)--(-1.5/2,-1.5);
\draw[dashed] (1.5,0)node[right]{$F$}--(0,1);
\draw[dashed] (1.5,0)--(0,-1);
\draw[thick] (0,1)--(-1.5,2);
\draw[thick] (0,-1)--(-1.5,-2);
\draw[thick] (-1.5,-2.5)--(-1.5,2.5);
\draw [ultra thick, color=red] (-1.5,2)--node[right]{$B$}(-1.5,-2);
\draw [ultra thick, color=blue] (0,1)--node[right]{$A$}(0,-1);
\end{tikzpicture}
\caption{}
\end{minipage}
\end{figure}



在凹透镜的中心贴一个半径为$R$的黑色圆纸片$A$，另取
一张白纸$B$，在$B$上画一个半径为$2R$的圆．把白纸和凹透镜
平行地放在太阳光下（图A.6），让透镜对着太阳，调节透镜
和白纸间的距离，使黑色圆纸片的影恰好跟白纸上的圆圈重
合．这时透镜和白纸间的距离就等于凹透镜的焦距．想想看，
为什么？做这个实验，并将测得的焦距跟已知的焦距相比较，
看相差多少．















































































\chapter{常用电磁学量的国际制单位}

电磁学的单位制是一个比较复杂的问题，长期以来存在
着多种单位制，本书采用的是国际单位制．在国际单位制中，
所有的电磁学量，都是由长度、质量、时间、电流强度这四个基
本量导出的．因此，米、千克、秒、安培是电磁学里的基本单位．
下表列出了常用的电磁学量的国际制单位．

\begin{center}
    \begin{tabular}{cc|cc|c}
  \hline
\multicolumn{2}{c|}{物理量} & \multicolumn{2}{c|}{单位} & 量纲式\\
名称 & 符号 & 名称 & 国际符号 \\
  \hline
电流   &  $I$ & 安培 & A & $[I]$\\
电量    &  $Q$  &  库仑  & C   & $[TI]$   \\
电场强度    &$E$    &  伏特每米  & V/m   &  $[LMT^{-3}I^{-1}]$  \\
电势、电势差、电压& $U$ ($V$)   &  伏特  &  V  &  $[L^2MT^{-3}I^{-1}]$  \\
电容    &  $C$  &  法拉  & F   &  $[L^{-2}M^{-1}T^{4}I^{2}]$   \\
电阻    & $R$  & 欧姆  &  $\Omega$ & $[L^2MT^{-3}I^{-2}]$  \\
电阻率    & $\rho$  & 欧姆米  &  $\Omega\cdot {\rm m}$ & $[L^3MT^{-3}I^{-2}]$  \\
磁感应强度    & $B$  & 特斯拉  & T  &  $[MT^{-2}I^{-1}]$ \\
磁通量    & $\phi$  & 韦伯  & Wb  & $[L^2MT^{-2}I^{-1}]$  \\
电感    & $L$  & 亨利  & H  &  $[L^2MT^{-2}I^{-2}]$ \\
  \hline      
    \end{tabular}
\end{center}

\chapter{常用的物理恒量}
\begin{center}
    \begin{tabular}{ll}
        万有引力恒量&    $G=6.67\x10^{-11}\; {\rm N}\cdot {\rm m^2}/{\rm kg}^2$\\
        摩尔气体恒量&    $R=8.31\;  {\rm J}/({\rm mol}\cdot {\rm K})$\\
        阿伏伽德罗常数&    $N=6.02\x 10^{23}\; {\rm mol}^{-1}$\\
        静电力恒量&    $k=9.0\x10^9\;  {\rm N}\cdot {\rm m^2}/{\rm C}$\\
        法拉第恒量&    $F=9.65\x10^4\;  {\rm C}/{\rm mol}$\\
        基本电荷&    $e=1.60\x10^{-19}\;  {\rm C}$\\
        电子的质量&    $m_e=0.91\x10^{-30}\; {\rm kg}$\\
        质子的质量&    $m_p=1.67\x10^{-27}\;   {\rm kg}$\\
        中子的质量&    $m_n=1.67\x10^{-27} \;   {\rm kg}$\\
        $\alpha$粒子的质量&    $m_{\alpha}=6.64\x10^{-27} \;  {\rm kg}$\\
        原子质量单位&    $1{\rm u}=1.66\x10^{-27} \;   {\rm kg}$\\
        真空中光速&    $c=3.00\x10^8\; \ms$\\
        电子的荷质比&    $e/m=1.76\x10^{11}\; {\rm C}/{\rm kg}$ \\
        氢原子的半径&    $a_0=0.53\x10^{-10}\; {\rm m}$   \\
        普朗克恒量&    $h=6.63\x10^{-34}\;  {\rm J}\cdot {\rm s}$   \\
        里德伯恒量&    $R=1.097\x10^7\;  {\rm m}^{-1}$\\        
    \end{tabular}
\end{center}

\chapter{用于构成十进倍数和分数单位的词头}

\begin{center}
    \begin{tabular}{cccc}
        \hline
所表示的因数&词头名称（中文）&词头名称（英文）&词头符号\\
\hline
$10^{18}$ &艾[可萨]&exa-&E\\
$10^{15}$ &拍[它]&peta-&P\\
$10^{12}$ &太[拉]&tera-&T\\
$10^9$ &吉[咖] &giga-&G\\
$10^6$ &兆 &mega-&M\\
$10^3$ & 千 &kilo-& k\\
$10^2$ & 百 &hecto-&h\\
$10^1$ & 十 &deca-&da\\
$10^{-1}$ & 分 &deci-&d\\
$10^{-2}$ &厘 &centi-&c\\
$10^{-3}$ &毫 &milli-&m\\
$10^{-6}$&微&micro-&$\mu$\\
$10^{-9}$&纳[诺]  &nano-&n\\
$10^{-12}$ &皮[可]&pico-&p\\
$10^{-15}$&飞[母托]&femto-&f\\
$10^{-18}$&阿[托]&atto-&a\\
\hline
    \end{tabular}
\end{center}















































